[发明专利]一种星型自组织网络的多天线自主切换方法

说明书

本发明是一种星型自组织网络的多天线自主切换方法，其特征在于，步骤包含：步骤1、在网主节点周期性广播入网消息；步骤2、一个从节点入网；步骤3、选择与主节点天线通信能量高、信噪比强的网内从节点天线；步骤4、选择与从节点天线通信能量高、信噪比强的主节点天线；步骤5、通过循环步骤2～步骤4，主节点和每个从节点均都确定一次天线；步骤6、主从节点在精同步时隙确定业务时隙通信天线，维持网络进入下一周期。该技术能够解决星型自组织网络拓扑结构动态变化导致的性能下降的问题，该方法具有拓扑适应性好、网络重组能力强的特点，保证链路持续可用同时提高了星型自组织网络的网络利用率。

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，更具体地涉及一种星型自组织网络的多天线自主切换方法。

背景技术

在无线环境下的自组织网络技术中，星型网络是一种网络结构较为简单，易于实现的自组织网络，在卫星间组网、无人船间组网、弹间组网以及无人机间等多飞行器间组网领域广泛应用。星型自组织网络完成建网后，由于实际任务的需要，网络节点不断移动网络拓扑发生快速变化，这经常会引发网络利用率低和性能下降的问题。如果不能保证节点移动状态下的链路持续可用和网络拓扑的鲁棒能力，那么整个星型网络的性能就会受到很大的影响。目前，解决由于网络拓扑动态变化而导致的自组网链路中段、网络利用率低和性能下降等问题的研究还不多，下面我们针对现有的一些方法作简要介绍。

文献1（刘强，郝琦. 基于定向天线的移动自组网接入控制协议[J].北京交通大学学报，2017，41（02）：72-78.）提出一种基于定向天线的移动自组网接入控制协议，相较于本发明，该方法适应拓扑变化的能力不高，网络扩展能力弱于本发明。文献2（齐小刚，张权.认知无线电网络中一种基于主用户活动性预测的拓扑控制方法[J].南京大学学报，2018，54（4）：849-854.）提出一种基于主用户活动行为的链路可用时间预测方法，提高了对链路可用时间预测结果的准确性。但是，该方法网络拓扑变化的适应性低于本发明的能力，且网络利用率弱于本发明。专利1（星型自组织网络的开机布网方法及装置，201710807080.5，黄宇斌.2017），提出一种星型自组织网络的开机布网方法，该方法中设计的节点具备自主切换为中心节点或接入节点的功能，但其应用范围低于本发明所能达到的范围，而且本发明的网络拓扑适应性和网络利用率更优秀。专利2（星型自组织网络中心节点变更方法，201711115206.9，黄宇斌，马原东，高小燕.2017），提出一种基于网络节点数量和拓扑变化频率的星型自组织网络中心节点变更方法，但是该方法网络拓扑的鲁棒能力弱于本发明，且通信效率弱于本发明。专利3（基于中心节点控制的快速组网方法，201710278454.9，张冰，罗佳韵，张奭，罗盛，张昊，于欣.2017），针对现有组网碰撞概率大的问题，提出一种基于中心节点控制的快速组网方法，但是该方法占用的资源较多且网络利用率不高。

以上众多研究中，尚未发现关于星型自组织网络中天线自主切换的设计方法。从提高网络节点组网性能和网络利用率的角度出发，本发明提出的星型自组织网络天线自主切换设计方法，所能达到的应用范围更广，可以解决由于网络动态变换而导致的链路不稳和网络性能下降的问题，同时具有拓扑适应性好、网络重组能力强的特点，综合提高了星型自组织网络的链路持续能力和网络利用率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种星型自组织网络天线自主切换的设计方法，以解决现有星型网络中，由于星型自组织网络拓扑结构不断变化而导致的链路不稳和网络性能下降的问题，本发明方法具有拓扑适应性好、网络重组能力强的特点，保证链路持续同时提高了星型自组织网络的网络利用率。

为达到上述目的，本发明通过以下技术方案实现：

一种星型自组织网络天线自主切换设计方法，包括如下步骤：

步骤1、在网主节点周期性广播入网消息；

步骤2、一个从节点入网；

步骤3、选择与主节点天线通信能量高、信噪比强的网内从节点天线；